Regroupement 3 : Le mouvement et l’automobile

Les Physiques

Mouvement: l’etat de corps dont la position par rapport a un point fixe, change
                     continuellement.

Mouvement rectiligne: le mouvement vers l’avant/ l’arriere ou le haut/ bas lors d’une ligne droite. On designe le mouvement.

-vers l’avant, a la droit, vers l’est, le +

-vers l’arriers, a la gauche, vers l’ouest, le -

vers haut +

vers le sud -

les mesures scalaire: ne represent que les grandeurs Ex) masse (m) distance (d) vitesse(v) temps(t)

les mesures vectorielle: represent un grandeur ET un direction Ex) deplacement (d) vecteur vitesse (v) acceleration(a)

Distance (d)

symboles: df : distance finale

di: distance initiale

d: changement de distance

alors, d: df-di

L’unite de mesure de la distance c’est les metres (m). La distance mesure la longeur totale d’un parcours sivants toute les courbes du trajet. La distance etant une grandeur scalaire, elle possede une grandeur mais pas une direction. Les symboles se prononce Delta et signifie un changement.

Position:

symbole:    d:position    di: postition initiale     df: postition finale

Unite de mesure:metres (m)

La position designe le lieu (la place) ou un objet est situe, du point de vue d’un observateur donne. Normalement di = 0 = point de depart. La position est une mesure vectorielle car elle possede un grandeur ET un direction.

Droite numerique:

Quelle est la position (d) des point suivants

A: d : 5m E

B: d: 5m O

C: d: 8m O

D: d: 2m E

Deplacement

symbole: d:changement de position

Calcule: d: df-di

Unite de mesure:metres (m)

La deplacement designe la mesure des changements qu’a subi la position d’un objet. Si l’objet finit son parcours la ou il est parti, comme un coureur qui fait un tour complet de piste son deplacement egale zero. Le deplacement est vectorielle

Ex) un objet se trouve a 5 m (W) de l’‘origine. Il se deplace ensuite 12m vers le sud, 6m vers le nord et 9m vers le sud.

A) demontrez le changement de d sur un droite numerique:







B) trouvez la distance parcourue. d=12 +6+9=27m

C) trouvez le deplacement di: 5m df: -10m -10-5= 15m Sud

Temps (t)

symboles: ti:temps initiale tf:temps finale t: changement de temps alors: t: tf-ti

L’unite de mesure du temps c’est les secondes(s)

Le temps designe le moment qu’un evenement a lieu. Le temps est scalaire

Ex) ti:0min tf:18min t: 18-0:18min

ti:2min tf: 18min t: 18-2: 16 min

Vitesse:

symbole: v           unite de mesure:m/s         formule d/t

La vitesse d’ecrit comment vite un objet se deplace. La vitesse est un grandeur scalaire.

Ex) Calcule la vitesse de la balle si Liz peux lancer 22m en 1,3s

d:22m t:1,3s d/t 22/1,3 = 16,92 m/s

Ex) Calculer la vitesse de victor s’il cour 4,2 km en 47 minutes

d: 4,2 km t: 47minutes d:4200m 4200/ 2820 = 1,44m/s

t: 2820s

v:km/h d: 4,2 km t:0,78h 4,2/ 0,78 = 5,3 km/h

Voir le diagramme

Vecteur Vitesse

symbole: v     vi: vecteur vitesse initiale            vf: vecteur vitesse finale    v: vf-vi

Unite de mesure m/s [direction]

le vecteur vitesse est la mesure de la vitesse dans une direction donnee. Se designe le temps de changement de d(position) d’un objet. Un mesure vectorielle.

Ex) Supposons qu’une voiture se deplace en un mouvement uniforme de la position 2,0 km [N] a la position 20km [S] en 0,50 h

calcule les valeur suivantes

1)le deplacement df-di = -20-2,0= -22km 22km [S]

2. Calcule le vitesse vectorielle

v = d/ t = -22/0,50 = -44km/h = 44km/h [S]

La Mouvement Uniforme

Le mouvement uniforme est un mouvement dans lequel un objet se deplace a vitesse constante, en un ligne droite. Voici un serie de graphiques qui demontrent des exempes de mouvement uniforme.

Les graphiques suivantes representant une vitesse specifique. Ils sont en fonction du temps (t) et de la distance (d). Ces graphiques ne representent pas l’acceleration.

L’equation pour calculer la vitesse d’un objet est v = d/ t 

a)l’objet est immobile (bouge pas)

b) l’objet voyage a une vitesse constante

c)l’objet voyage a une vitesse constante plus elevee que dans l’exemple b.

d) l’objet voyage a une vitesse constante mais en direction opposee.

Acceleration

L’acceleration est la mesure du changement du vecteur citesse d’un objet en un temps donne.Elle resulte d’un changement dans le vecteur vitesse:

-augmentation ou diminuation du vitesse

-changement de direction

-ou un combinaison de changements de vitesse et de direction.

L’acceleration est une mesure vectorielle.

Equation: acceleration = variation de vecteur vitesse/variation de temps

a = v/ t ou a = (vf-vi/ tf-ti) m/s/s

ou a = acceleration vf= vitesse finale vi= vitesse initiale tf= temps a a la fin de la demostratoin ti= temps au debut de la demostration

Unite de mesure= m/s2 (carrée) metre par second chaque seconde.

Ex) un camion se deplacent a 50km/h change de voie pour depasser un vehicule qui route a une vitesse uniforme. Le camion prends 6 seconds a atteindre 60km/h.

vi = 50km/h vf= 60km/h t= 6 sec 60-50= 10 km/h/3.6 = 2.78m/s 2.78/6=0.46m/s2

Les conversions

convertissez en km/h

ex) a)3.6m/s= 3.6*3.6 =12.96km/h

 b)0.8m/s= 0.8*3.6= 2.88km/h

c)128m/s= 128*3.6= 460.8km/h

convertissez en m/s

ex) a) 1340km/h= 1340/3.6= 372.22m/s

b)38.9km/h= 38.9/3.6=10.81m/s

c)0.9km/h= 0.9/3.6= 0.25m/s

(Cont’d acceleration)

Ex) un train traverse en boulevard a 10km/h et commence a accelerer au moment ou il sont de la ville. 30 minutes plus tard le train croise une autre route a 60km/h. Quelle est l’acceleration du train dans ces 30 minutes?

di= 10km/h 60-10= 50km/h / 3.6= 13.9 13.9/1800= 0.008m/s2

df= 60km/h

t= 30 minutes 30*60= 1800

Rappel v= d/t

Les lois de mouvement (un historique)

Aristote: il y a un mouvement natureles vers le centre de la l’univers (la terre)

-la matiere bouge pour tenter de retrouver sa place selon les 4 elements fondamentaux de la matiere: terre, eau, air, feu.

Ex) Un roche tombe vers la terre. Une bulle d’aire dans l’eau monte vers l’air.

- les objet en chute libre voyagent a un vitesse constantes et sont determiner par la masse de l’objet.



Galilée: a introduit les calculs de mathematiques pour verifier les resultats des experience.











-Sur un plan horizontale sans frottements un corps reste en mouvement a un vitesse constante.

-Le corps devrait monter la 2e rampe a un hauteur comparable de la hauteur ou on a lacher l’objet de la 1er rampe.

-Plus la 2e rampe diminue son inclinaison plus la distance parcourue par l’objet sera grande.

Newton: a appliquer les connaissance de Galilée et de Descartes et a concu les 3 loi du mouvements.

1er loi de mouvements(loi de d’inertie)

-Partie 1: Un objet en mouvement demeure en mouvement jusqu’a ce qu’il y est un force externe qui agit sur cet objet.

Dans les accidents d’automobiles c’est toujours la 2e collision qui cause des blessure.

1er collision: l’auto avec l’objet ex) l’ecole

2e collision: le passager continue a voyager(1er loi de Newton, 1er partie) jusqu’a ce qu’il frappe: pare-brise (windshield) - tableau rembourré (dash board) - ceinture - volant(steering wheel) - coussin pneumatique (air bag)

Partie 2

Un objet immobile demeur immobile jusqu’a ce qu’il y est une force externe qui agit sur cet objet.

Dans un collision ou on est dans un voiture immobile et frapper par en arriere, la voiture avance mais le passager veut rester immobile donc il tombe par en arriere. Le passager est ensuit frapper par le siege qui le lance par enavant (coup de lapin- whiplash)

2e loi de Newton

f= (m)(a)

f= force (N)

m= masse(kg)

a= acceleration(m/s2)

3 partie de la loi

1) f m

= proportionel

les corps avec de plus gros masse necissite un plus grande force pour accelerer







2) f a

avec un plus grande force il y aura une plus grand a

3)m 1

m= a

m= a

ex) f=ma A=f/m M=f/a

Quelle est la force necessaire pour bouger un ogjet de 3984kg a5.3m/s2?

F=3984*5.3= 21115.2N

ex) Quelle est la force necessaire opur bouger une voiture de 30km’h a 60km/h si elle possede un masse de 1125kg? t= 5.7s

a = (vf-vi/ t)= 60-30=30/3.6= 8.3 8.3/5.7= 1.46m/s2

f=ma f=(1125)(1.46)= 1642.5N

La quantité de mouvement

la quantité de mouvement (p) d’un corps est le produit de sa masse par la vitesse a laquelle il se deplace.

p= (m)(v)

ex) Un camion et un honda voyage vers l’un autre et vont subir une collision.

Ptot = quantite de mouvement totale= la somme des quantite de mouvements de chaque cehicule dans la collision.

Ou Ptot= Pa + Pb

alors la quantite de mouvement pour notre camion et Honda Civic apres leur collision

p(a)= 15000kg*km/h p(b)= -100000kg*km/h

Ptot= 15000+(-100000) = -85000kg*km/h ou 85000kg*km/h vers l/ouest

Ex)



Adam Liz

m=52kg m=42kg

v=8.2km/h v= -25km/h

a)Ptot= Adam= (52)(8.2)=426.4kg*km/h

Liz= (42)(25)=-1050kg*km/h

Ptot= (426.4)+(-1050)= -623.6kg*km/h = 623.6kg*km./h vers l’ouest

b) Quelle cote est qu’on arrete?

A la gauche.

Alors c’est quoi le vitesse totale apres l’impact.

Vitesse(v) = Ptot/ masse tot

Honda et camion

v= -85000kg*km/h /3000+1000kg = -85000/4000= -21.25 km/h = 21.25km/h O

Force et frottement pendant un virage

ex) vous roulez a 56 km/h sur de l’asphalte mouillé lorsque vous commenecez a negocier un virage de 150m. Votre voiture a un masse de 1000kg et vous aves un a de 2m/s2.

1. Quelle est la force d’a de votre voiture? F=ma

f=1000*2= 2000N

2.Quelle est la force de frottement sur la voiture dans le virage?

V= 56km/h r= 150m regarde dans le tableau 1613N

3. Calculez la valeur de la force resultante

Conservation D’énergie

il existe plusieur differentes types d’énergie:

- Solaire - Mecanique - Eolienne -Thermique - Cinetique - Lumineuse - Electrique - Sonore\

La loi de la conservation d’energie stupile que l’energie ne peut etre ni cree, ni detruite, mais plutot transformée d’un forme en un autre.

Dans un collision impliquant un vehicule automobile l’energie est dissipée par son transfert en d’autre formes et a d’autre systeme (route pavée, ai les renforcées, os facturés)/ L’energie cinetique (energie de mouvement) de la voiture est transforme en energie potentielle (energie de position relative) en energie thermique (energie des molecules en mouvement) et en energie sonore (derangement du milieu). En meme temps que l’energie cinetique reduit a zero les autres formes d’energie prennent de l’ampleur.

Les dispositifs de securités Routiers

Les barils de sable- quand la voiture frappe un baril l’energie de la voiture est transfere au sable qui ralentit l’impact,(au sud on met d’eau dans ses barils).

La garde en ciment entre les voies de voitures emepeche l’implication des voitures dans la voies de l’autre sesns dans un accident potentiel sur l’autre coté de la garde.

Les poteaux <pliants> pour les lampes de route, ils absorbent l’impacte de la voiture et augmente le temps au vehicule a subir son impulsion.

Des genres de <policiers> le cote des grandes routes ou avant un arret pour avertir le chauffeur endormi.

Les loi Routiers

Limite de vitesse

Loi de la ceinture

Loi contre la conduite sous l’influence de l’alcool/drogues

coussin gonflable